Etude des lampes à économie d'énergie

Etude des lampes à économie d'énergie

But : Utiliser la proportionnalité par comparaison de 2 lampes :une lampe
standard 100W et une lampe à économie d'énergie 20W. En fait, ...
...cela est-il intéressant de remplacer sa « vieille » lampe à
incandescence par une lampe à économie d'énergie ?

Matériel
Un compteur électrique
Une lampe incandescence 100 W « elegance soft » General Electric
Une lampe à économie d'énergie 20 W Softone Philips.
Fils conducteurs
Un chronomètre
Attention, le choix des lampes est primordial, si l'on ne veut pas de
mauvaises surprises. Acheter et tester avant !
Que doit-on comparer pour que l'étude soit complète ?
) brainstorming, puis distribution de la feuille une fois le plan trouvé
ensemble.

1- Prix d'achat
Lampe standard : 1,20E les 2
Lampe à économie d'énergie : 13,50E l'unité

2- Durée de vie
Lampe standard : 1000 heures
Lampe à économie d'énergie : Sur l'emballage on peut lire « 8 ans à raison
de 3 heures par jour. » Calculer, en heures, la durée de vie de la lampe à
économie d'énergie. Soit 8760 heures.

3- Efficacité lumineuse

Lampe standard : 1100 Lumen.
Lampe à économie d'énergie : 1160 Lumen.

4- Consommation énergétique
4-1 Mesure des énergies consommées réelles.
( Le compteur électrique :
Le compteur électrique compte l'énergie électrique consommée dans une
maison. Cette énergie est mesurée en kilowattheure. Elle dépend de la
puissance des appareils utilisés et du temps durant lequel ils sont
utilisés.
Le compteur est traversé à chaque instant par un courant correspondant à la
somme des courants électriques nécessaires au fonctionnement des éléments
en marche de la maison. Ce courant fait tourner le disque du compteur. Plus
il est important, plus le disque tourne vite. Un tour de disque correspond
à un certain nombre de wattheure, c'est la constante du compteur. Cette
valeur apparaît sur le compteur : C = 1,6 Wh/tr

Montage
[pic]


|( lampe à incandescence |( lampe à économie d'énergie |
|Temps mis pour faire un tour : |Temps mis pour faire un tour : |
| | |
|t = 58 s |t = 288 s. |

Conclusion : Il faut environ 5 fois plus de temps à la lampe à économie
d'énergie pour consommer la même énergie.

4-2 Etude quantitative. Calcul des puissances à comparer avec les
données constructeur.

|( lampe à incandescence |( lampe à économie d'énergie |
|Calcul de la puissance : P = |Calcul de la puissance : P = |
|Conversion seconde en heure... | |
|P = 99,3 W |P = 20W |

Conclusions : Les données constructeurs correspondent, aux erreurs de
mesures près, à nos relevés expérimentaux.

5- Etude comparative du coût de fonctionnement annuelle.
5-1 A l'aide de l'extrait de facture EDF ci-joint, entourer le prix
HT (hors taxes) du kWh en heures pleines.
[pic]


5-2 Calculer alors le coût du kWh en heures pleines taxes comprises,
qui sont d'environ 27% ? Arrondir au centime d'euro le plus proche.
C = 0,0778 1,27 = 0,0988 E soit 9,88 centimes d'euro soit 10 centimes
d'euros en respectant l'arrondi.

5-3 Supposons une utilisation de 2,5h par jour, calculer la durée de
vie de chacune des ampoules en jour puis en année.

|( lampe à incandescence |( lampe à économie d'énergie |
|t = = 400 jours. |t = = 3200 jours. |
|t = = 1,1 années. |t = = 8,77 années. |

5-4 Calculer, en kWh, la consommation d'énergie annuelle pour
chacune des ampoules.

|( lampe à incandescence |( lampe à économie d'énergie |
|En une heure elle consomme E = 1,6 =|En une heure elle consomme E = 1,6 =|
|99,31Wh soit environ 0,1kWh. Donc en |20Wh soit 0,02kWh. Donc en une année, |
|une année, 365 2,5 0,1= 91,25 kWh. |365 2,5 0,02 = 18,25 kWh |

5. Calculer à l'aide des données ci-dessus, en euros, le prix
de revient à la consommation pour chacune des lampes au
bout de 1 an.
Attention : Le prix total de revient d'une lampe comprend le prix d'achat +
le prix à la consommation + l'éventuel coût de remplacement.

|( lampe à incandescence |( lampe à économie d'énergie |
|Pr = 0,6 + 91,25 0,1 + 0= 9,73 E |Pr = 13,5 + 18,25 0,1 + 0= 15,33 E |

6- Etude comparative des coûts sur une durée de l'ordre de 11ans.
En utilisant les réponses précédentes, remplir alors le tableau suivant,

| |1 an |2ans |
|Calcul numérique |Effectuer un calcul isolé | |
| |Convertir une mesure (décimal ( | |
| |sexagésimal) | |
| |Ordonner des nombres décimaux | |
| |Calculer un carré, un cube | |
| |Passer d'un résultat calculatrice à la | |
| |notation scientifique | |
| |Déterminer une valeur arrondie à 10n | |
| |Déterminer exacte ou arrondie d'une | |
| |racine carrée | |
| |Utiliser l'écriture fractionnaire d'un | |
| |nombre | |
| |Calculer la valeur numérique d'une | |
| |expression littérale | |
|Repérage |Lire un tableau simple ou à double entrée| |
| |Utiliser une graduation | |
| |Utiliser un repère du plan | |
| |Placer des points à partir d'un tableau | |
|Proportionnalité |Traiter un problème de proportionnalité | |
| |Traiter un problème de pourcentage | |
| |Vérifier qu'une situation est du type | |
| |linéaire | |
| |Pour une situation linéaire, passer d'une| |
| |forme à une autre | |


|Domaine |Compétences |Séquenc|
| | |e |
| | |lampe |
|Sécurités |Identifier et nommer les symboles de danger. | |
| |Mettre en ?uvre les procédures et consignes de sécurité | |
| |établies. | |
| |Exploiter un document relatif à la sécurité. | |
|Électricité|Lire ou représenter un schéma électrique. | |
|1 | | |
| |Nommer l'appareil permettant de mesurer une tension ou | |
| |une intensité. | |
| |Nommer les unités de mesure de ces grandeurs. | |
| |Représenter sur un schéma l'insertion des appareils. | |
| |Mesurer ces grandeurs. | |
| |Réaliser un montage permettant de tracer la | |
| |caractéristique d'un composant. | |
| |Reconnaître si un dipôle passif est linéaire ou non. | |
| |Mesurer une résistance à l'ohmmètre. | |
| |Appliquer la loi d'Ohm à un dipôle passif et linéaire. | |
| |Choisir le fusible à insérer dans un circuit. | |
| |Appliquer la propriété d'additivité des intensités. | |
| |Appliquer la propriété d'additivité des tensions. | |
|Électricité|Identifier une tension continue, une tension | |
|2 |alternative. | |
| |Déterminer graphiquement la valeur de la tension | |
| |maximale et la période. | |
| |Utiliser la relation f = 1 / T. | |
| |Calculer les valeurs de la tension et de l'intensité | |
| |efficace. | |
| |Lire et interpréter la plaque signalétique d'un | |
| |appareil. | |
| |Mesurer la puissance électrique absorbée. | |
| |Appliquer la loi de Joule. | |
| |Choisir le dipôle résistif à insérer dans un circuit. | |
| |Appliquer la relation E = P t en alternatif. | |
| |Appliquer la relation E = R I 2 t. | |
| |Exploiter les caractéristiques électriques. | |




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Compétences du référentiel mathématiques et sciences CAP abordées